非金属元素及其化合物

1 / 18非金属元素及其化合物莲山课件m 非金属元素及其化合物学习目标定位建立非金属元素及其化合物的知识结构模型，形成学习元素化合物的思维方法程序，学会有关非金属元素及其化合物典型题目的分析解答方法。知识结构模型思维方法程序1明确知识主线。学习理解非金属元素及其化合物知识的主线是：单质氧化物酸盐。如掌握硅及其化合物知识内容的思维程序是：单质硅(晶体结构、亲氧性、半导体)；二氧化硅(难溶性酸性氧化物，能与强碱反应)；硅酸(硅胶具有胶体的性质)；硅酸盐(硅酸钠及复杂硅酸盐)。2把握横向联系。物质的结构决定性质，物质的性质决定其存在、保存、检验、用途、制取。因此学习元素化合物知识要结合物质的结构(原子结构、分子结构、晶体结构)，从本质上认识物质的性质，并注重联系氧化还原和离子反应等基本概念。如氯元素原子最外层电子数比较多，易得到 1 个电子，其单质氯气具有较强的氧化性。2 / 183理清转化关系。分析理解同一元素不同化合物之间的转化关系时，一是从氧化还原反应的角度分析化合价不同的元素化合物之间的相互转化，如S2S0S4S6，N3N2N4N5 等。二是从非氧化还原反应的角度分析化合价相同的元素化合物之间的相互转化，如“NH3NH3H2oNH4(铵盐)” ，“So2H2So3HSo3So23(亚硫酸盐)” ，“So3H2So4So24(硫酸盐)等。 ”题型一非金属元素化合物性质的应用1氯气是一种重要的工业原料。工业上利用反应3cl22NH3=N26Hcl 检查氯气管道是否漏气。下列说法错误的是()A若管道漏气遇氨就会产生白烟B该反应利用了 cl2 的强氧化性c该反应属于复分解反应D生成 1molN2 有 6mol 电子转移2下列叙述正确的是()A浓硫酸是一种干燥剂，能够干燥氢气、氧气、氨气等气体，但不能干燥有较强还原性的 HI、H2S 等气体B浓硫酸与单质硫反应的方程式为：S2H2So4(浓)=3So22H2o，在此反应中，浓硫酸既表现了强氧3 / 18化性又表现了酸性c把足量铜粉投入到含 H2So42mol 的浓硫酸中，得到气体体积在标准状况下为D常温下能够用铁、铝等容器盛放浓 H2So4，是因为浓H2So4 的强氧化性使其钝化规律方法浓硫酸具有极强的氧化性，主要是构成酸根的中心原子 S6 易获得电子，显示出稀硫酸不同的强氧化性。而稀 H2So4 具有氧化性是电离出的 H得到电子，如氧化较活泼的金属 Zn、Fe 等。3盐酸、硝酸都是用途相当广泛的两种酸。(1)瑞典科学家舍勒在研究软锰矿(主要成分为 mno2)时，将浓盐酸与软锰矿混合加热，产生了一种黄绿色气体。写出该反应的化学方程式，并用单线桥方法表示电子转移方向和数目：_。(2)某校合作学习探究小组学习科学家探究精神对氯气性质进行了探究，设计了以下一些实验。实验序号实验内容实验现象A 收集一集气瓶气体，观察颜色，然后向瓶内倒入约占瓶容积 1/5 的蒸馏水，充分振荡蒸馏水呈浅黄绿色，瓶内气体仍呈黄绿色B 取出瓶内部分溶液，滴入紫色石蕊试液中直至过量紫色4 / 18石蕊试液先变红色，后红色褪去c 取出瓶内剩下的部分溶液，滴入硝酸银溶液中产生大量白色沉淀D 最后向瓶内倒入少量浓氢氧化钠溶液，振荡瓶内黄绿色气体立即消失能说明氯气与水发生化学反应的实验是_(填实验序号)。写出实验 D 中所发生反应的离子方程式：_。题型二非金属元素化合物之间的相互转化4下图中 A 是气体单质，根据下图所示的A、B、c、D、E 五种物质的相互转化关系，按如下要求填写相应的物质和有关反应的化学方程式。A 是_，B 是_，c_，D 是_，E 是_。有关反应的化学方程式分别为_5 / 18_。规律方法非金属元素化合物之间的相互转化关系5非金属单质 A 经如图所示的过程转化为含氧酸 D，已知 D 为强酸，请回答下列问题：Ao2Bo2cH2oD(1)若 A 在常温下为固体，B 是能使品红溶液褪色的有刺激性气味的无色气体。D 的化学式是_；在工业生产中 B 气体的大量排放被雨水吸收后形成了_而污染了环境。(2)若 A 在常温下为气体，c 是红棕色的气体。A、c 的化学式分别是：A_；c_。D 的浓溶液在常温下可与铜反应并生成 c 气体，请写出该反应的化学方程式：_。该反应_(填“属于”或“不属于”)氧化还原反应。规律方法推断题考查元素及化合物的性质和相互转化6 / 18关系。特别要抓住特征现象、特征性质、特性转化和特征条件等。(1)特征性质：如颜色、状态、气味等。如：焰色反应：Na(黄色)、k(紫色)有色气体：cl2(黄绿色)、No2(红棕色)有色溶液：Fe2(浅绿色)、Fe3(黄色)、cu2(蓝色)、mno4(紫色)有色固体：红色(cu、cu2o、Fe2o3)、红褐色Fe(oH)3，浅黄色：S 或 Na2o2，蓝色cu(oH)2、黑色(cuo、Feo、Fe3o4)、白色Fe(oH)2、caco3、BaSo4、Agcl使品红溶液褪色的气体：So2(加热后又恢复红色)、cl2(加热后不恢复红色)特征反应现象：白色沉淀Fe(oH)2红褐色Fe(oH)3。(2)特征转化：要熟练掌握无机物之间的衍变关系(见知识网络)，在物质之间按照一定规律反应时，会形成一定的特征转化关系。如：金属o2 碱性氧化物H2o 碱酸盐非金属o2 酸性氧化物H2o 酸碱盐Ao2BH2oc碱 DNao2Na2oH2oNaoHHclNaclNH3o2Noo2No2H2oHNo37 / 18co2coo2co2H2oH2co3。题型三非金属元素化合物的典型计算6将充满 No2 和 o2 的混合气体的量筒倒置于水中，充分反应后，保持气体压强不变，水进入至量筒体积的一半处停止了，则原混合气体中 No2 和 o2 的体积比是_。规律方法氮的氧化物溶于水的计算(1)No 和 No2 的混合气体No、No2 的混合气体溶于水时仅涉及反应：可利用气体体积变化差值进行计算V 剩V(No)原13V(No2)(2)No2 和 o2 的混合气体No2 和 o2 的混合气体溶于水时涉及反应：其计算如下表：xV041x41x41反应情况 o2 过量，剩余气体为 o2 恰好完全反应 No2过量剩余 No(3)No 和 o2 的混合气体No、o2 的混合气体溶于水时涉及反应：8 / 18其计算如下表：xV043x43x43反应情况 o2 过量，剩余 o2 恰好反应，无气体剩余No 过量，剩余 No7将铜与 140mL 一定浓度的硝酸反应，铜完全溶解产生的 No 和 No2 混合气体在标准状况下的体积为。请回答：(1)No 的体积为_L，No2 的体积为_L。(2)参加反应的 HNo3 的物质的量是_。(3)待产生的气体全部释放后，向溶液中加入VmLamolL1 的 NaoH 溶液，恰好使溶液中的 cu2全部转化成沉淀，则原硝酸溶液的浓度为_molL1。规律方法对于硝酸与金属(mg、Zn、Fe、cu、Ag 等)的反应，有四点特别重要：一是从离子方程式的角度把握反应的实质和关系式(如 cu 与 HNo3、H2So4 的混酸反应)；二是要注意反应中硝酸扮演两种角色；氧化剂(被还原为 Nox)和酸(生成硝酸盐)；三是把握原子守恒、电子得失守恒等9 / 18关系列等式；四是当条件不足时要运用极限法、讨论法等数学思维方法灵活处理问题。8将一定质量的铁粉加入到装有 100mL 某浓度的稀硝酸溶液中充分反应。(1)容器中剩有 mg 的铁粉，收集到 No 气体 448mL(标准状况下)。所得溶液中的溶质的化学式为_。原溶液中的溶质的物质的量浓度为_。(2)向上述固液混合物中逐渐滴加稀硫酸直至刚好不再产生气体为止，该气体遇空气变成红棕色，此时容器中有铁粉 ng。此时溶液中的溶质的化学式为_。mn 的值为_(精确到)第 3 课时非金属元素及其化合物课堂活动区1c本题通过一个陌生的化学反应方程式，考查氨气和氯气的性质及氧化还原知识。当 NH3 过量时会与 Hcl 反应生成 NH4cl 白烟，故 A 对；又反应中氮和氯两元素的化合价发生了变化，因而属于氧化还原反应，故 c 错；氯气10 / 18化合价从 0 价变为1 价，化合价降低，氯气为氧化剂，NH3 中的一个氮由3 价升高至 0 价(得到 3 个电子)为还原剂，生成 1molN2 需 2mol 氮原子失去 6mol 电子，D 对。2DA 项浓硫酸具有吸水性，但由于其具有强氧化性和酸性，故不能用来干燥具有还原性的气体和碱性气体(NH3)；B 项金属与浓硫酸反应时，生成相应的盐和 So2，此时浓硫酸显酸性和强氧化性，而与 S、c 等非金属单质作用时，由于没有盐生成，故只显强氧化性；c 项 cu 与浓H2So4 反应过程中，浓 H2So4 浓度逐渐降低，当稀到一定程度变为稀 H2So4 时，反应自行停止，故产生的 So2 不足；D项利用浓 H2So4 强氧化性而使 Fe、Al 钝化的反应，可以用铁、铝容器来盛放浓 H2So4，D 正确。3(1)(2)B、ccl22oH=clcloH2o4N2NH3NoNo2HNo3N23H22NH3，N2o2=放电 2No,4NH35o2=催化剂4No6H2o,2Noo2=2No2,3No2H2o=2HNo3No,3cu8HNo3(稀)=3cu(No3)22No4H2o解析根据一系列的转化关系，进行有关物质成分的推断，必须找到合适的突破点。已知 A 是气体单质，气体单质有：氢气、氮气、氧气、氟气、氯气和稀有气体，A 既能11 / 18与 o2 反应，又能与 H2 反应，A 不可能是稀有气体。A 经两步与 o2 的反应，产物 D 应为最高价氧化物。该氧化物对应的水化物 E 能与位于金属活动顺序表中 H 之后的金属 cu 反应，E 应是强氧化性酸，如浓 H2So4 或 HNo3。和 HNo3 对应的单质 A 是气体 N2；和浓 H2So4 对应的单质 A 是固体 S，因此 A 是氮气。5(1)H2So4酸雨(2)N2No2cu4HNo3(浓)=cu(No3)22No22H2o属于解析(1)若 B 是能使品红溶液褪色的有刺激性气味的无色气体，则 B 是 So2，c 是 So3，D 是 H2So4；若大量排放So2，则会形成酸雨。(2)若 c 是红棕色气体，则 c 为 No2，B 为 No，A 为N2，D 为 HNo3，浓 HNo3 可与 cu 反应：4HNo3(浓)cu=cu(No3)22No22H2o此反应有化合价升降变化，属于氧化还原反应。6233No2H2o=2HNo3No2Noo2=2No2由方程式得：4No2o22H2o=4HNo3由方程式23 得：4No3o22H2o=4HNo3No2 和 o2 的体积比不等于 41，则需讨论 No2 和 o2 分12 / 18别过量时的两种情况。设混合气体的体积为 1，混合气体中 No2 的体积为 x，则o2 为(1x)。(1)假定原混合气体中 V(No2)V(o2)414No2o2H2o=4HNo341xy4x1y解得 yx4，剩余的 o2(1x)x412解得 x25V(No2)V(o2)25(125)23(2)假定原混合气体中 V(No2)V(o2)414No2o2H2o=4HNo341y(1x)4y1解得：y4(1x)暂时剩余 No2：14(1x)(1x)5x4由反应式：3No2H2o=2HNo3No 可知最后剩余No：5x43由 5x4312 得 x1110(不合题意，舍去)。7(1)(2)(3)aV10313 / 18解析(1)n(cu)mol1，设混合气体中 No的物质的量为 x，No2 的物质的量为 y。根据气体的总体积为，有：xy。根据“得失电子守恒” ，有：3xy2。(重要的隐含条件！)上式中，左边为 N 得电子数，右边为 cu 失电子数，得失电子数相同。解方程组得：x，y。则：V(No)mol1，V(No2)。(2)参加反应的 HNo3 分两部分：一部分没有被还原，显酸性，生成 cu(No3)2；另一部分被还原成 No2 和 No，所以参加反应的 HNo3 为：051mol2。(3)HNo3 在反应中一部分变成气体，一部分以 No3 的形式留在溶液中。变成气体的 HNo3 的物质的量为。加入 NaoH 溶液至正好使溶液中 cu2全部转化为沉淀，则溶液中只有 NaNo3，其物质的量为 103aVmol，也就是以 No3 形式留在溶液中的 HNo3 的物质的量为103aVmol。所以，c(HNo3)aV103L1。14 / 188(1)Fe(No3)2/L(2)FeSo4课后练习区1cSio2 不能直接生成 H2Sio3，H2Sio3 也不能直接生成 Si。2B液氨汽化时要吸收大量的热，故液氨常用来作制冷剂；判断氧化性强弱不能根据得到电子数目的多少，即被还原的价态高低，而是根据得到电子的难易程度，越易得到电子，其氧化性越强，故 B 项错；c 项正确；硝酸与金属反应，没有氢气产生。3B由题意说明 D 处的液体能吸收 cl2，A、c、D 选项中的溶液都不吸收 cl2，故 B 项正确。4D自然界中存在游离态的硫；排放二氧化硫会污染空气，形成酸雨，但不会导致光化学烟雾产生；二氧化硫能使滴有酚酞的氢氧化钠溶液褪色，体现了酸性氧化物的性质；浓硫酸具有吸水性，可干燥 So2、co、cl2 等气体。5DSo2 通入 Bacl2 溶液不会生成沉淀；而 So3 通入Bacl2 溶液中会有 BaSo4 沉淀产生。6A气体通过浓 H2So4 时，NH3 被吸收；通过 Na2o2时 co2 被吸收，放出 o2，产生的 o2 与 No 恰好完全反应生成和 No 等体积的 No2；当 No2 通过 Na2co3 溶液时，No2 与水反应生成了硝酸和 No，硝酸跟 Na2co3 反应产生 co2。15 / 187B铜失去的电子，等于 o2 得到的电子，即2cu4eo2，n(e)mol12V(o2)mol1336mL。8(1)L1(4)L1解析(1)由于 Hcl 气体极易溶于水，最终所得溶液的体积和原 Hcl 气体的体积相等，即相当于 VL 溶液中溶解了Hcl 气体：(设烧瓶体积为 VL)，溶液的物质的量浓度为L1。(2)由于 NH3 也极易溶于水，最终所得溶液的体积和原NH3 的体积是相等的。故所得溶液的物质的量浓度也为L1。(3)由反应方程式 3No2H2o=2HNo3No 知，No2 气体有 2/3 被氧化成 HNo3，喷泉实验结束后所得溶液的体积亦为原 No2 气体体积的 2/3，故该溶液的物质的量浓度为L1。(4)由反应方程式 4No2o22H2o=4HNo3 知，No2 与HNo3 的物质的量相等，No2 的体积占混合气体总体积的4/5，即相当于 1L 溶液中溶有的 HNo3 为：45mol128mol，约为，其 c(HNo3)L1。